免疫學的應用 高二上學期生物人教版選擇性必修一

第四章

免疫調(diào)節(jié)第4節(jié)

免疫學的應用免疫學的發(fā)展歐洲末日—黑死病印度新冠疫情

在人類的歷史上，傳染病奪去了無數(shù)人的生命。而免疫學正是在人類與傳染病斗爭的過程中發(fā)展起來的。疫苗·疫苗的發(fā)展01【資料1】中國是世界上最早用免疫的方法預防傳染病的國家。1700年，英國皇家學會會員、著名醫(yī)生馬丁·李斯特收到一封英國商人從中國寄去的信，信中描述了商人在中國看到的人痘接種過程：“打開天花患者的小膿皰，用棉花吸沾一點膿液，并使之干燥…然后放入可能患天花人的鼻子里?！北唤臃N者會輕度感染天花，大部分可以自愈，死亡率約2%。思考推測人痘接種法的有效成分是什么？減毒的天花病毒。疫苗·疫苗的發(fā)展01【資料2】牛痘癥狀通常是在母牛的乳房部位出現(xiàn)局部潰瘍。牛奶廠擠奶女工感染過牛痘后，就不再患天花。牛痘癥狀在她們身上僅表現(xiàn)為手上出現(xiàn)一些膿皰，間或伴隨一些輕微的不適。據(jù)此英國的外科醫(yī)生愛德華·琴納發(fā)明牛痘疫苗。思考為什么牛痘可以代替人痘接種？接種牛痘牛痘和人痘一樣具有相同的抗原結(jié)構(gòu)，而且更加安全！疫苗·疫苗的發(fā)展01【資料3】法國科學家巴斯德有關疫苗的研制，開創(chuàng)了科學地進行免疫接種的新時期。思考什么是疫苗？疫苗的作用是什么？疫苗的種類有哪些呢？法國微生物學家、化學家，近代微生物學的奠基人。主要成就：疾病的病菌說、巴氏殺菌法、研制狂犬病疫苗等多種疫苗；巴斯德簡介2.

作用機理：疫苗漿細胞記憶B細胞輔助性T細胞B細胞真正的病原體記憶B細胞漿細胞APC1.概念：一、疫苗通常是用滅活的或減毒的病原體制成的生物制品。接種疫苗后，人體內(nèi)可產(chǎn)生相應的抗體(以及相應的記憶細胞)，從而對特定傳染病具有抵抗力?？贵w抗體清除病原體（特點：記憶性和特異性）(1)滅活疫苗：用理化方法將病原微生物滅活制成的疫苗。病原微生物喪失了致病能力，但抗原特性保留，依然可以引起人體的免疫反應，而且也不會發(fā)生致病的風險，主要誘導特異性免疫抗體產(chǎn)生。3.

疫苗種類及實例優(yōu)點：不足：目的：舉例：狂犬疫苗、流感疫苗、我國研制的新冠疫苗、人乳頭瘤病毒（HPV）疫苗（世界上第一個預防癌癥的疫苗）接種量大，且需要多次接種，只產(chǎn)生體液免疫，不產(chǎn)生細胞免疫。使機體產(chǎn)生更多的抗體和記憶B細胞制備簡單，安全性高，保存時間長，易保存、運輸。(2)減毒疫苗：將病原體通過體外長期培養(yǎng)或者是一些理化方法處理，喪失致病能力，毒性減弱或基本無毒的活菌或病毒制成的疫苗。3.

疫苗種類及實例優(yōu)點：不足：毒力有可能恢復、安全性低、不易保存、運輸。水痘疫苗、天花疫苗卡介苗（預防肺結(jié)核）麻疹疫苗（預防麻疹）脊髓灰質(zhì)炎疫苗（減毒或滅活，預防脊髓灰質(zhì)炎（小兒麻痹））舉例：接種一次、接種量少、免疫時間長、效果好；既可產(chǎn)生體液免疫，也可產(chǎn)生細胞免疫。(3)核酸疫苗：將抗原蛋白的基因注入人體內(nèi)，利用人體細胞產(chǎn)生抗原蛋白。3.

疫苗種類及實例優(yōu)點：不足：需多次強化。新型乙肝疫苗、某個亞型的禽流感疫苗等。舉例：安全性好疫苗：卡介苗01【資料卡】卡介苗是用于預防

的疫苗。接種卡介苗后能使機體對

產(chǎn)生特異性的免疫力，可阻止該病菌在人體內(nèi)的繁殖、播散，可以預防結(jié)核性腦膜炎和粟粒性結(jié)核。卡介苗屬于我國國家免疫規(guī)劃疫苗，由政府免費提供接種結(jié)核病結(jié)核分枝桿菌疫苗：脊髓灰質(zhì)炎疫苗01【資料卡】脊髓灰質(zhì)炎疫苗是用于預防

的疫苗，包括脊灰減毒活疫苗、脊灰滅活疫苗種類型。接種脊髓灰質(zhì)炎疫苗，是預防脊髓灰質(zhì)炎主要而有效的措施。脊髓灰質(zhì)炎疫苗：百白破疫苗01【資料卡】疫苗是

三合一疫苗，它是由百日咳疫苗、精制白喉和破傷風類毒素按適量比例配制而成，是預防百日咳、白喉、破傷風三種疾病的有效措施。百日咳、白喉、破傷風疫苗：HPV疫苗01【資料卡】HPV疫苗可以預防由HPV引起的幾種

，是世界上第一個預防癌癥的疫苗。子宮頸癌疫苗01思考請結(jié)合疫苗作用機理圖，概述接種疫苗有什么特點？①具有

：接種一種疫苗一般只能預防一種病原體引起的傳染?。虎诰哂?/p>

：免疫力能維持較長的時間。特異性記憶性1.某同學接種了流感疫苗，大夫提醒他說：“這一兩天要留意，可能會有輕微發(fā)熱或其他癥狀?！睘槭裁唇臃N疫苗可能會有輕微的反應？減毒疫苗引發(fā)的免疫反應相對強烈，能引起可感知的反應。2.有人認為，接種多種疫苗很麻煩，應該設計一種用來預防多種疾病的疫苗。這種想法可行嗎？請談談你的理由。制備聯(lián)合疫苗時要保證其中含有不同的有效抗原成分。如，百白破三聯(lián)疫苗可同時預防百日咳、白喉、破傷風，3.某同學在流感大規(guī)模流行之前接種了流感疫苗，可是沒過兩個月，他患流感了，可能的原因是什么可能接種后沒有產(chǎn)生記憶細胞，也可能是病毒變異了，接種疫苗產(chǎn)生的記憶細胞不能識別變異的病毒4.疫苗必須包含一個完整的病原體嗎？為什么？不一定。一般情況下，引起免疫反應的是病原體所含有的抗原。所以可以利用病原體的某些成分（如蛋白質(zhì)、多糖莢膜類）及其產(chǎn)物制備疫苗即可。5.患免疫缺陷病的兒童，能否接種疫苗，尤其是減毒活疫苗？為什么？不建議接種，這些兒童的免疫力低下，接種疫苗相當于受到外來抗原的刺激，處理不當，容易引起強烈的免疫反應。第一代疫苗“打”病原體“打”蛋白“打”核酸第二代疫苗第三代疫苗拓展：疫苗接種技術線路一Vero細胞中培養(yǎng)新冠病毒滅活病毒注射人體S蛋白基因(DNA)質(zhì)粒重組質(zhì)粒導入CHO細胞S蛋白人體注射提純?nèi)梭w注射5型腺病毒注射人體S蛋白的mRNA脂質(zhì)體mRNA疫苗人體注射①②③④⑤第一代疫苗：①；第二代疫苗：③；第三代疫苗：②④⑤疫苗——新冠疫苗5條技術路線mRNA疫苗：將編碼病原體蛋白的mRNA包裹在脂質(zhì)體中，當疫苗注射到體內(nèi)時，體內(nèi)的細胞即可通過該mRNA翻譯合成大量的病原體蛋白，并誘導免疫系統(tǒng)識別該蛋白從而產(chǎn)生對病原體的免疫記憶以抵抗病毒感染。知識拓展病毒檢測方法檢測病毒抗原檢測體液中相應的抗體1.抗原-抗體雜交法2.核酸檢測法原理是

。DNA分子雜交

：即逆轉(zhuǎn)錄PCR，是將RNA的反轉(zhuǎn)錄（RT）和cDNA的聚合酶鏈式擴增（PCR）相結(jié)合的技術。首先經(jīng)反轉(zhuǎn)錄酶的作用從RNA合成cDNA，再以cDNA為模板，擴增合成目的片段。①RT-PCR知識拓展②熒光RT（逆轉(zhuǎn)錄）-PCR法：指在PCR反應中加入熒光基團，通過連續(xù)監(jiān)測熒光信號出現(xiàn)的先后順序以及信號強弱的變化，即時分析目的基因的初始量，該技術的發(fā)明實現(xiàn)了PCR從定性到定量的飛躍。(1)疫苗都是抗原（

）(2)由滅活或減毒的病原體制成的疫苗可以自由擴散進入細胞內(nèi)。（

）(3)疫苗只能注射，不能口服。（

）(4)注射疫苗后疫苗會立即引起免疫作用。（

）(5)抗狂犬病血清(或抗狂犬病免疫球蛋白)和本疫苗絕不能使用同一支注射器，也絕不能在同一部位注射”（

）××××√疫苗并不都是抗原。疫苗可以由滅活的或減毒的病原體制成，也可以由抗體制成，接種抗體類疫苗通常用于緊急預防。由滅活的或減毒的病原體制成的疫苗作為抗原起作用，是大分子物質(zhì)。疫苗不是只能注射。接種疫苗最常見的方式有兩種：注射(如流感疫苗、乙肝疫苗等)和口服(如脊髓灰質(zhì)炎疫苗)。疫苗作為抗原進入人體后，要經(jīng)過處理、傳遞、識別以及淋巴細胞的增殖、分化后才能產(chǎn)生抗體。因此，注射疫苗一段時間后才具有免疫力?？箍袢⊙逯杏刑禺愋钥贵w，本疫苗相當于抗原，如果使用同一注射器或在同一部位注射，可能直接引起抗原抗體的特異性結(jié)合，失去效果。易錯提醒疫苗·判斷正誤P7401(1)疫苗只能用來預防傳染病()(2)注射某種疫苗后，體內(nèi)可能有記憶T細胞的產(chǎn)生()(3)抗原和抗體結(jié)合具有特異性，所以市面上沒有一種疫苗可以預防

多種病毒()×√疫苗也可用來預防癌癥等非傳染病，如HPV疫苗可預防子宮頸癌?！谅?lián)合疫苗含有不同的抗原成分，可以預防多種病毒的感染，如百白破三聯(lián)疫苗可以同時預防百日咳、白喉、破傷風。1.(2021·廣東，1改編)下列關于滅活疫苗的敘述，正確的是①通過理化方法滅活病原體制成的疫苗安全可靠②接種后抗原會迅速在機體的內(nèi)環(huán)境中大量增殖③接種后可以促進T細胞增殖分化產(chǎn)生體液免疫④二次接種可提高機體對相應抗原的免疫防御功能A.①④ B.①③ C.②④ D.②③√2.某地啟動適齡女性HPV疫苗免費接種項目，項目使用的疫苗為國產(chǎn)二價HPV疫苗，可預防高危型HPV16和HPV18兩個亞型的感染。HPV(人乳頭瘤病毒)是一種環(huán)狀雙鏈DNA病毒，高危型HPV持續(xù)感染是宮頸癌發(fā)生和發(fā)展最重要的致病因素。下列相關敘述正確的是A.與SARS病毒相比，HPV基因的突變率較低B.初次接種二價HPV疫苗，會刺激一個B細胞分化出多種漿細胞C.HPV對人體來說是一種抗原，會被細胞毒性T細胞裂解D.初次接種HPV疫苗后，若提前進行第二次疫苗接種可以增強免疫效果√1．為有效保護人民身體健康，我國大力實施免費接種新型冠狀病毒疫苗，目前接種的疫苗主要是滅活疫苗。下列敘述正確的是()①通過理化方法滅活病原體制成的疫苗安全可靠②接種后抗原會迅速在機體的內(nèi)環(huán)境中大量增殖③接種后可以促進T細胞增殖分化產(chǎn)生體液免疫④二次接種可提高機體對相應病原體的免疫防御功能A．①④B．①③C．②④D．②③疫苗·落實思維方法P7401A滅活疫苗不能增殖且病毒寄生在活細胞中，在內(nèi)環(huán)境中不能大量增殖，×；B細胞，×；2．1885年，巴斯德將患有狂犬病的病犬腦組織提取液注入兔腦中，連續(xù)傳代90代并進行干燥后，制成了世界上第一支減毒狂犬病疫苗。下列敘述不正確的是()A．以兔作為宿主傳代90代降低了狂犬病病毒的毒性B．減毒處理后的狂犬病病毒仍然具有抗原特異性C．減毒狂犬病疫苗注入體內(nèi)可引發(fā)特異性免疫反應D．動物實驗證明研發(fā)的疫苗安全有效即可臨床使用疫苗·落實思維方法P7401D還要進行臨床實驗，才可臨床使用，×；1.概念：2.現(xiàn)狀：器官移植已經(jīng)成為治療多種重要疾病的有效手段。(1)器官保存技術和外科手術方法等的不斷改進；(2)高效免疫抑制劑的陸續(xù)問世。二、器官移植用正常的器官置換喪失功能的器官，以重建其生理功能的技術。器官移植02器官移植面臨的問題及希望思考·討論【資料1】人類很早就嘗試做器官移植以挽救一些病人。1901年，法國醫(yī)生卡雷爾在給一位朋友的信中寫道：“腎移植這種手術，在同種異體之間從來還沒有成功過?！?952年，法國另一位醫(yī)生為一位16歲的患者移植了患者母親的一顆腎，然而這顆凝結(jié)著偉大母愛的腎只存活了22天。思考最初進行的器官移植，為什么總是不成功呢？沒有考慮免疫排斥問題。器官移植02器官移植面臨的問題及希望思考·討論【資料2】據(jù)媒體報道，瑞金市3歲男孩張某身患白血病。幸運的是，張某的骨髓與父親的骨髓配型成功了。而身在千里之外的白血病患者李某卻沒有那么幸運，與其親屬的骨髓配型均沒有成功。思考在進行器官移植或骨髓移植時，為什么都要先進行配型，即檢查供體和受體之間的組織相容性呢？答：先進行配型是因為，受體和供體的組織相容性抗原(HLA)越一致，在進行移植時發(fā)生免疫排斥的可能性就越

，移植的器官就越

。如果配型不合適，發(fā)生排斥的可能性就

，就不適合移植。低容易存活大器官移植02器官移植面臨的問題及希望思考·討論【資料3】據(jù)世界衛(wèi)生組織于2021年的調(diào)研結(jié)果顯示，全球一年實施了12萬例器官移植手術，而這只能滿足不到10%移植需求者的需求。另有數(shù)據(jù)表明，2021年，我國實施器官移植手術突破1萬例其中肝移植2?000多例、腎移植5?000多例，位居世界第2位，但2021年肝移植需求者新增4000多人，腎移植需求者新增了1萬多人?！举Y料4】據(jù)媒體報道，2021年，研究人員利用干細胞培養(yǎng)出具有單個腔室結(jié)構(gòu)的迷你跳動心臟（相當于成人心臟尺寸的千分之一）；2021年，研究人員又利用干細胞成功培養(yǎng)出了人類胚胎期的結(jié)腸組織，培養(yǎng)成熟后，它與人體的腸組織具有很高的相似性。你還可以搜集到更多的科學家利用干細胞培養(yǎng)組織、器官的研究進展的報道。器官移植02器官移植面臨的問題及希望思考·討論科研人員培育出的人工心臟（紅色為心肌細胞，綠色環(huán)是一類結(jié)締組織）思考利用由自體干細胞培養(yǎng)出的組織、器官進行移植，有何優(yōu)點？移植器官和受體的組織相容性抗原是相同的，移植后發(fā)生免疫排斥的可能性很小。器官移植02器官移植面臨的問題及希望思考·討論科研人員培育出的人工心臟（紅色為心肌細胞，綠色環(huán)是一類結(jié)締組織）思考

在進行器官移植時，運用免疫抑制劑可以提高成活率。但這些藥物會使淋巴細胞減少，因而患者容易患感染性疾病。這一問題該如何解決？答：需要在用免疫抑制劑藥物與預防感染之間尋求平衡，并盡量使運用免疫抑制劑的病人避免接觸病原體，或通過適當?shù)腻憻?，提高自身免疫力?.

器官移植容易失敗原因①組織相容性抗原②免疫排斥注：免疫排斥主要是細胞免疫起作用每個人的白細胞都能夠識別HLA，區(qū)分自己和非己。正常情況下，白細胞不會攻擊自身細胞。如果將異體的器官或組織移植過來，白細胞就能識別出HLA不同而發(fā)起攻擊。每個人的細胞表面都帶有一組與別人不同的蛋白質(zhì)，標明細胞身份的標簽物質(zhì)——組織相容性抗原，也叫人類白細胞抗原（HLA）。器官移植的關鍵：取決于供體與受體的HLA是否一致或相近。①供體與受體的主要HLA有一半以上相同。

事實上，除了同卵雙胞胎，要想在世界上找到兩個HLA完全一致的人幾乎是不可能的。②受體在器官移植初期使用免疫抑制劑免疫抑制劑的應用，大大提高了器官移植的成活率，給需要進行器官移植的患者帶來了希望。4.提高器官移植的成功率①免疫排斥反應②供體器官十分短缺5.器官移植存在的問題③利用基因工程技術生產(chǎn)沒有免疫排斥的豬器官豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人的極為相似，而且豬體內(nèi)隱藏的、可導致人類疾病的病毒要遠遠少于靈長類動物。人體移植器官短缺尋求可代替的抑制器官豬的內(nèi)臟與人相似在器官供體基因組導入某種調(diào)節(jié)因子抑制抗原決定基因的表達或除去抗原決定基因結(jié)合克隆技術培育出無免疫排斥的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官①利用自體干細胞培養(yǎng)相應的組織和器官自體干細胞一類具有自我更新、自我復制能力的多潛能細胞。在一定條件下，它可以分化成多種APSC多能細胞，是一類具有自我復制和多向分化潛能的原始細胞。6.器官移植的希望②鼓勵更多的人自愿捐獻器官擴展：免疫豁免02

人體某些部位具有免疫“特權”，它們能夠耐受抗原的侵入而不會引起免疫反應。在免疫豁免部位，移植的器官可以存活很長時間而不發(fā)生免疫排斥反應。如眼角膜就屬于免疫豁免部位，眼角膜移植不必考慮配型。睪丸也屬于免疫豁免部位，這也是雞睪丸移植能夠成功的原因。（注：在研究內(nèi)分泌的實驗方法中，將新的內(nèi)分泌腺植入已去除內(nèi)分泌腺的動物體內(nèi)時，可能會發(fā)生免疫排斥。）免疫預防免疫診斷免疫治療檢測病原體、腫瘤標志物等免疫增強療法、免疫抑制療法疫苗三、免疫學在臨床實踐上的應用主動免疫（抗原）減毒疫苗：如傷寒菌苗、卡介苗滅活疫苗：如如乙腦疫苗、牛痘苗類毒素：如白喉、破傷風類毒素新型疫苗：如核酸疫苗被動免疫（抗體）抗毒素：如白喉抗毒素免疫球蛋白：如丙種球蛋白免疫學在臨床實踐上的應用1.免疫預防比較項目人工主動免疫人工被動免疫輸入物質(zhì)免疫產(chǎn)生的時間免疫持續(xù)時間免疫記憶主要用途疫苗（抗原）抗體、細胞因子等慢，1~4周快，立即較長，半年至數(shù)年，甚至終生較短，2~3周有無疾病的預防疾病的治療三、免疫學在臨床中的應用檢由于抗原抗體反應的高度特異性，免疫學技術和制劑在臨床診斷上得到了廣泛的應用，如檢測病原體和腫瘤標志物。2.免疫診斷檢測病原體檢測腫瘤標志物由于抗原抗體反應的高度特異性，免疫學技術和制劑在臨床診斷上得到了廣泛的應用，如檢測病原體和腫瘤標志物。1.免疫診斷膠體金法：準備三種抗體：抗體1：能夠結(jié)合新冠病毒抗原，同時還攜帶了金原子膠體的抗體，俗稱金標抗體（聚集時形成一條紅線）；抗體2：能夠結(jié)合新冠病毒抗原，但不攜帶金原子膠體；抗體3：能夠結(jié)合抗體1的抗體，即抗-抗體?？贵w1分布在試紙最前端的偶合物墊上，而且可以移動，抗體2固定在檢測線（T線）部位，抗體3固定在質(zhì)控線（C線）部位。當溶液滴到試紙上時，由于毛細現(xiàn)象，溶液會從左到右逐漸布滿整個試紙。A、B、C誰是陽性患者？個體表現(xiàn)型A型B型O型AB型紅細胞表面抗原類型A抗原B抗原無A抗原無B抗原既有A抗原又有B抗原2.免疫診斷—ABO血型的鑒定患病后的措施。即通過對人體輸入抗體、胸腺素、細胞因子等某些藥物或生物制劑等，調(diào)整病人的免疫功能，從而達到治療疾病的目的。免疫治療免疫增強療法對免疫功能低下者如輸入抗體、細胞因子等免疫活性物質(zhì)免疫抑制療法治療一些自身免疫病治療類風濕關節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等常用免疫抑制劑免疫重建將正常個體的造血干細胞或淋巴細胞轉(zhuǎn)移給免疫缺陷個體，以恢復其免疫功能。3.免疫治療Tc細胞PD-1PD-L1Tc細胞PD-1PD-L1癌細胞癌細胞癌細胞高表達PD-L1，抑制T細胞功能通過抗體阻斷PD-L1與PD-1的信號通路，T細胞發(fā)揮正常功能活化T細胞表面的PD-1與正常細胞表面的PD-L1結(jié)合，T細胞即可“認清”對方，不處罰免疫反應。腫瘤細胞可通過過量表達PD-L1來逃避免疫系統(tǒng)的追殺。免疫治療器官移植·判斷正誤P7502(1)器官移植僅存在免疫排斥問題()(2)對免疫功能低下者使用免疫增強療法，如治療類風濕關節(jié)炎()(3)免疫系統(tǒng)主要通過細胞免疫對移植的器官產(chǎn)生排異反應()×√器官移植面臨免疫排斥、供體器官短缺等很多問題。×類風濕關節(jié)炎-自身免疫病-需要適當抑制自身的免疫反應。器官移植·落實思維方法P75023．進行器官移植手術常發(fā)生免疫排斥反應，下列相關分析不正確的是()A．發(fā)生免疫排斥是由于供者和受者細胞表面的HLA不同B．白細胞可識別“非己”的HLA發(fā)起攻擊而引發(fā)免疫排